能量守恒定律與能源學(xué)案

1、時(shí)間2011年6月14日學(xué)案(新課)課題能量守怛定律及能源(必修1第XM至第x頁)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知識與能力理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。2、過程與方法通過對生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例分析，理解能量守恒定律的確切含義。3、情感、態(tài)度、價(jià)值觀感知我們周圍能源的耗散，樹立節(jié)能意識。學(xué)習(xí)重點(diǎn)能量守恒定律的內(nèi)容.應(yīng)用能量守恒定律解決問題.學(xué)習(xí)難點(diǎn)理解能量守恒定律的確切含義.能量轉(zhuǎn)化的方向性.學(xué)習(xí)過程1、復(fù)習(xí)引入：舉例：試說明下列現(xiàn)象的能量變化情況：水果電池：水電站：內(nèi)燃機(jī)車：高山流水：太陽能熱水器：冷熱物體接觸：2、新課內(nèi)容：(有詳有略，例題分析和練習(xí)相結(jié)合，看書自學(xué)和問題引領(lǐng)相結(jié) 合)1 .能量概念：

2、一個(gè)物體能夠?qū)ν?，我們就說這個(gè)物體具有 。如： 運(yùn)動的物體可以推動與其接觸的另 個(gè)物體 起向前運(yùn)動，對被推動的物體做 功，說明運(yùn)動的物體具有能量。又如流動的河水、被舉高的重物、被壓縮的彈 簧、高溫高壓氣體 都能對外做功。因此都具有能量。形式：能量有各種不同的形式。運(yùn)動的物體具有;被舉高的重物具有;發(fā)生彈性形變的物體具有;由大量粒子構(gòu)成的系統(tǒng)具有。另外自然界中還存在化學(xué)能、電能、光能、太陽能、風(fēng)能、潮汐能、原子能等等不同形式的能。不同的能與物體的不同運(yùn)動形式相對應(yīng)，如機(jī)械能對應(yīng);內(nèi)能與大量微觀粒子的相對應(yīng)。能量的轉(zhuǎn)化：各種不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中保持不變。也就是說當(dāng)某個(gè)物體

3、的能量 時(shí)，一定存在其他物體的能量 且減少量一定 增加量；當(dāng) 的能量減少時(shí)，一定存在其他形式的能量增加，且減少量一定 增加量。(4)功是能量轉(zhuǎn)化的量度不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的。做功的過程就是各種形式 的 的過程。且做了多少功，就有 能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)，因此，功是能量轉(zhuǎn)化的。能量守恒定律內(nèi)容:能量既不會，也不會，它只會從一種形式為其地形式，或者從一個(gè)物體 另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中.能量的總量，這個(gè)規(guī)律叫做能量守恒定律。定律的表達(dá)式：;。能源和能量耗散(1)能源是人類社會活動的物質(zhì)基礎(chǔ).人類利用能源大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期, 即; ;(2)能量耗散：燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量

4、釋放出去，它就不會起來供人類重新利用；電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，它又通過燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能，我們也無法把這些 內(nèi)能 起來 這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。3、例題講解：例1.分析常見力做功與能量轉(zhuǎn)化的對應(yīng)關(guān)系：重力做功：彈力做功：電場力做功：電流做功：解答：重力做功：重力勢能和其他能相互轉(zhuǎn)化；彈力做功:彈性勢能和其他能相互轉(zhuǎn)化；電場力做功:電勢能與其他能相互轉(zhuǎn)化；電流做功:電能和機(jī)械能等其他形式的能相互轉(zhuǎn)化例2.如圖2-10-1所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪K，一條不可伸長的輕繩繞過K分別與物塊A、B相連，A、B的質(zhì)量分別為mA、mB。開始

5、時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一水平恒力F拉物塊A，使物塊B上升。的功。重力加速度為g。KAB 有 TAGK已知當(dāng)B上升距離為h的功。重力加速度為g。KAB 有 TAGK解答：由于連結(jié)AB繩子在運(yùn)動過程中未松，故一樣的速度大小，對AB系統(tǒng)，由功能關(guān)系有：1(mA+mB)v2W=FhmBgh (mA+mB)v2Fh W mBgh=2(mA+mB)v2W=FhmBgh (mA+mB)v2求得：2-10-1(22-10-2例3. 一小滑塊放在如圖2-10-2所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉 小滑塊，小滑塊沿斜面運(yùn)動了一段距離。若已知在這過程中，拉力F所做的功 的大?。ń^對值）為A,斜面對滑塊的作用力所

6、做的功的大小為B,重力做功 的大小為G,空氣阻力做功的大小為D。當(dāng)用這些量表達(dá)時(shí)，小滑塊的動能的 改變（指末態(tài)動能減去初態(tài)動能）等于多少？，滑塊的重力勢能的改變等于多 少？滑塊機(jī)械能（指動能與重力勢能之和）的改變等于多少？解析：根據(jù)動能定理，動能的改變等于外力做功的代數(shù)和，其中做負(fù)功的 有空氣阻力，斜面對滑塊的作用力的功（因彈力不做功，實(shí)際上為摩擦阻力的 功），因此 Ek=A - B+C - D；根據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系，重力勢能的減少等于重力做的功，因此 Ep= - C；滑塊機(jī)械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此 E = A - B-D例4.太陽能的儲存一直是個(gè)難題.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鹽

7、水湖被太陽曬久了，湖底 的濕度會越來越高，并難以通過湖水的對流將熱散發(fā)出去，而淡水湖不具備這 一特點(diǎn).根據(jù)這一特點(diǎn)，可以利用鹽水湖來儲存太陽能.你能分析這是為什么嗎？ 你能根據(jù)這規(guī)律設(shè)計(jì)出一種儲存太陽能的具體方案嗎？（提示：鹽水湖中含鹽 量高的湖水密度大，總是留存湖底不會上?。┙獯?在含鹽量高的湖水的表面吸收了太陽能之后，部分水分被蒸發(fā)，使湖水表 面水層含鹽量變大且溫度也隨之升高.由于含鹽量高的湖水密度大，所以這部分 密度大、溫度高的表層湖水就會在重力作用下下沉，將所吸收的郜分太陽能帶 到湖底，使湖底溫度越來越高.由于湖底鹽水密度大于上部湖水密度，因此湖底 的鹽水不會再向上運(yùn)動,將熱量散失,這

8、就使得太陽能得到儲存.4、技能訓(xùn)練：下列燃料中不屬于化石燃料的是（）A煤 B木柴 C石油 D天然氣下列關(guān)于對能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識正確的是（）某種形式的能減少,一定存在其他形式的能增加某個(gè)物體的能減少,必然有其他物體的能增加、不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機(jī)器永動不可能制成石子從空中落下，最后停止在地面上，說明機(jī)械能消失了利用下列哪種能源時(shí)，給人類帶來的污染較小()A煤 B石油C天然氣 D核能4.4.關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說法中正確的是舉重運(yùn)動員把重物舉起來，體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重力勢能電流通過電阻絲使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)燃機(jī)做功的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了

9、10J功，就有10J能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(00上海)如圖2-10-4所示，長度相同的三根輕桿構(gòu)成一個(gè)正三角形支架，在A處固定質(zhì)量為2m的小球，B處固| a定質(zhì)量為m的小球，支架懸掛在O點(diǎn)，可繞過O點(diǎn)并與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動，開始時(shí)OB與地面相垂直，放噸 2-10-4手后開始運(yùn)動，在不計(jì)任何阻力的情況下，下列說法正確的是()A球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度為零。A球機(jī)械能減少量等于B球機(jī)械能增加量。B球向左擺動所能達(dá)到的最高位置應(yīng)高于A球開始運(yùn)動時(shí)的高度。當(dāng)支架從左向右回?cái)[動時(shí)，A球一定能回到起始高度。6. (05江蘇)10.如圖2-10-5所示，固定的光滑豎直 v |桿上套著一個(gè)滑塊，用輕繩系著滑塊繞過

10、光滑的定滑輪， 以大小恒定的拉力F拉繩，使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開始上 f/7 升.若從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)和從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過程中拉2-10-5力F做的功分別為W1、W2，滑塊經(jīng)B、C兩點(diǎn)時(shí)的動能 a | 分別為EKB、EKc，圖中AB=BC，則一定有()(A)WlW2(B)W1EKC(D)EKBEKC在水平地面上平鋪n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m,厚度為h.如將磚一塊一塊地疊放在一起，至少需要做 功。一小物體以50J的初動能滑上斜面，當(dāng)動能為25J時(shí)，機(jī)械能減少2J,則當(dāng) 物體滑回原出發(fā)點(diǎn)時(shí)動能=J如圖2-10-6所示，物體在光滑水平面勻速向左運(yùn)動時(shí)r 具有的動能為100J,后來碰到一輕彈簧，當(dāng)彈簧壓縮

11、到最短時(shí)彈簧的彈性勢能為 J,在物體壓縮彈簧的過程中，彈簧的彈力做了 J 功。（05北京）AB是豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道，在下端B與水平 直軌道相切，如圖2-10-7所示。一小球自A點(diǎn)起由靜止開始沿軌道下滑。已 知圓軌道半徑為R，小球的質(zhì)量為m，不計(jì)各處摩擦。求（1）小球運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)的動能（2）小球下滑到距水平軌道的高度為R/2時(shí)的速度大小和方向（3）小球經(jīng)過圓弧軌道的B點(diǎn)和水平軌道的C點(diǎn)時(shí)，所受軌道支持力 NB、NC各是多大？ARA1 -RARA1 -R2-10-7 V+填空題參考答案：1做功 能量、動能、重力勢能、彈性勢能、內(nèi)能 機(jī)械運(yùn)動 熱運(yùn)動 總量 減少 增加等于某種形式 等于 能

12、量之間轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移） 多少量度 TOC o 1-5 h z 消滅創(chuàng)生 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變（2）E初=E終增=E減柴薪時(shí)期、煤炭時(shí)期、石油時(shí)期 自動聚集 收集 重新利用技能訓(xùn)練參考答案：BABCDABCD HYPERLINK l bookmark51 o Current Document BCDAn(n-1)mgh/242J100 、 100(1) Ek=mgR (2) v.gR速度方向沿圓弧的切線向下，與豎直 方向成 30 3) NB=3mg NC=mg說明：學(xué)案是從學(xué)生的“學(xué)”出發(fā)，將知識點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿餍缘膯栴}點(diǎn)、能力點(diǎn)，以 問題為引領(lǐng)，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生獲取知識；學(xué)案包括以下要點(diǎn)：知識要點(diǎn)：包括學(xué)習(xí)

13、目標(biāo)(本課內(nèi)容簡析與學(xué)習(xí)要求)、學(xué)習(xí)重難點(diǎn)和要求 簡而明，讓學(xué)生知道要學(xué)什么，以及在自學(xué)時(shí)，哪些是重點(diǎn)，哪些是難點(diǎn)，學(xué) 了這課內(nèi)容后，可以讓自己學(xué)到哪些新的知識等等。學(xué)習(xí)過程：包括復(fù)習(xí)引入、新課和例題講解、技能訓(xùn)練等。根據(jù)每一節(jié)的 教學(xué)內(nèi)容和要求，設(shè)計(jì)不同的引入，要簡單易懂，生活化，適合學(xué)生。在對公 理、概念和定理的內(nèi)涵的處理上，將這些要素分點(diǎn)列出，后面預(yù)留空格，作為 學(xué)生自學(xué)筆記。學(xué)生以此指導(dǎo)自學(xué)，在理解的基礎(chǔ)上，將教材相關(guān)內(nèi)容加工濃 縮，整理記錄在“學(xué)案”相關(guān)條目上，鞏固掌握知識的效果。技能訓(xùn)練：訓(xùn)練內(nèi)容以本節(jié)內(nèi)容為中心，適當(dāng)聯(lián)系其它章節(jié)相關(guān)內(nèi)容，要體現(xiàn) 難度層次的遞進(jìn)，學(xué)生自學(xué)時(shí)按照自己

14、能力水平，不同程度地完成訓(xùn)練。小結(jié)與反饋本節(jié)要點(diǎn):小結(jié)與反饋小測驗(yàn)：能量轉(zhuǎn)化形式多種多樣，在下列現(xiàn)象中，是什么形式的能量轉(zhuǎn)化成什么形式的能量。 摩擦生熱:； 氣體膨脹做功 ； 水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電 ； 電動機(jī)帶動水泵； 用打氣桶給輪胎打氣； 植物的光合作用 ；凡是能提供能量的物質(zhì)都叫能源。能源家族成員種類繁多，而且新成員不斷加入。能源 家族從不同的角度可以劃分不同的成員，從其產(chǎn)生的方式的角度可分為一次能源和二次能源; 從其是否可再利用的角度可分可再生能源和不可再生能源；根據(jù)能源消耗后是否造成環(huán)境污 染可分為污染能源和清潔型能源；根據(jù)使用的情況又可分為常規(guī)能源和新型能源。請給下列能源分類(填序號

15、)水力資源、石油、天然氣、海洋能、核能、電力、柴油、焦炭、太 陽能一次能源二次能源可再生能源不可再生能源常規(guī)能源新能源圖3是13世紀(jì)一個(gè)名叫亨內(nèi)考的法國人設(shè)計(jì)的永動機(jī)，永動機(jī)的設(shè)計(jì)違背了什么規(guī)律？ 請寫出該規(guī)律的內(nèi)容。圖33.21世紀(jì)，科學(xué)家將在地球赤道上空3.6萬千米高的靜止軌道上建設(shè)太陽能發(fā)電站， 站上裝有巨型光能收集器，由太陽能電池把光能轉(zhuǎn)換成電能，再經(jīng)微波發(fā)生器轉(zhuǎn)換成微波能， 借助相控陣發(fā)射天線把微波能定向發(fā)回地面接收站，最后換為電能，供人類享用。展開你的想像，畫出這壯美的景象。你認(rèn)為空間太陽能發(fā)電站與地面同類電站比較，具有哪些優(yōu)勢？+說明：學(xué)生概括本節(jié)要點(diǎn)，學(xué)會總結(jié)規(guī)律，形成知識網(wǎng)絡(luò)。教師設(shè)計(jì)具有一定思考容量的題目（3至4個(gè)）讓學(xué)生訓(xùn)練，鞏固知識和培養(yǎng) 思維能力。目的是檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果作業(yè)教材、練習(xí)冊、其他補(bǔ)充練習(xí)相結(jié)合